电力物联网的理念和发展趋势

2019-01-12王喜越

魅力中国 2019年17期

王喜越

（国网四平供电公司，吉林四平 136000）

引言

随着物联网技术在智能电网中的应用，在电力生产、输送、消费、管理各环节，广泛部署了具有一定感知能力、计算能力和执行能力的智能传感装置，促进电网生产运行及企业管理全过程的全景全息感知、信息融合及智能管理与决策。智能传感装置在改善电力系统现有基础设施利用效率，为电网发、输、变、配、用电等环节提供重要技术支撑的同时，也为电网的信息网络带来极大地安全风险。为避免数量众多的智能装置带来安全风险，对智能终端传感装置进行身份认证和识别，实现安全加密的数据传输，是物联网应用中必须正视和解决的问题。

一、物联网的概念

（一）物联网的定义

物联网的概念由MIT的KevinAshton在1998年首次提及，他指出将RFID技术和其他传感器技术应用到日常物品中构造一个物联网。紧接着的第二年由KevinAshton带头建立的Auto-IDcenter对物联网的应用进行了更为清晰的描述：依靠全球RFID标签无线接入互联网，使得从剃须刀到欧元纸币再到汽车轮胎等数百万计的物品能够被持续地跟踪和审计。电力行业对“物联网”的理解应该是：物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的（互联网、电信网甚至电力通信专网）结合，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、生活体系。

（二）物联网的特征

物联网作为通信、信息、传感、自动化等技术的融合，具有全面感知、可靠传递和智能处理的特征。全面感知就是让物品会说话，将物品信息进行识别，利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。并通过网络传输后台，进行信息共享和管理。可靠传递指信息通过现有的通信网络资源进行实时可靠传输。智能处理就是通过后台的庞大系统来进行智能分析和管理。真正达到人与物的沟通、物与物的沟通。

二、物联网的体系构架

（一）感知层

感知层支撑电力物联网基础设施，由感知设备、智能终端对电网环境、电力设备以及基础设施等进行感知，如部署在电气设备、线路、电力环境等的传感器、智能表计等。一般通过无线或有线通信方式实现对采集信息的传输，并由汇聚节点（Sink）进行统一汇聚、分析、处理并上报，将最终的结果上报到服务端进行数据交换及相关决策。

（二）网络层

网络层主要实现物联网设备对电力系统中各类测、感、调、信、控等采集的信息在感知层与应用层（服务处理端）的传输，包括公网、电力专网、无线专网等。网络层中，近距离采取有线或无线通信方式传输，远程通信采用光纤专网实现信息传输。此外，为适应智能终端和设备数量众多以及部署环境的千差万别，可以采用无线公网、无线专网、卫星通信等补充的通信方式。

（三）应用层

应用层即电力物联网的应用、服务或控制中心，利用中间件技术、云计算技术、虚拟化技术、数据挖掘技术等，实现对感知层采集的信息的集中存储、分布式快速处理及深度挖掘，形成决策或决策依据，提供智能化服务或可视化展现。

三、电力物联网的发展方向

（一）智能电网与物联网的关系

智能电网和物联网是目前全球的两个研究热点。包括中国在内的许多国家，这两个热点都已上升到国家战略的高度。这两个研究热点的提出均是当今世界高速发展的必然结果。两者在内涵、特征、实现手段等方面有着千丝万缕的联系。

1.上述两网的提出具有相同的背景和驱动力智能电网与物联网并不是全新的概念，它们都是随着业务需要和技术发展而逐步形成的。社会各界也开始将发展智能电网与物联网作为解决社会、经济、能源等问题的良药。可以说：智能电网与物联网的提出是人类社会发展的必然选择，是应用需求驱动和技术发展驱动共同作用的结果。需求方面：“两网”都面临着“高效低碳”、“节能减排”等环境问题；“两网”都有提高网络可观、可感、可控的要求。需要提高网络的安全、可靠性和服务质量；同时，“两网”都要迎接来自市场的挑战。需要不断促进市场的发展，不断完善市场监管，不断鼓励行业创新和发展。技术方面：当今世界新技术层出不穷、日新月异，通信技术、信息技术、传感技术、控制技术等技术都已经达到了很高的水平。理论原理已经非常成熟，相关设备制造水平不断提高，大量的社会应用积累了丰富的经验。“融合”已经成为今后技术发展的主流和趋势。可以说智能电网与物联网的提出已经具备了坚实的技术基础，同时“两网”的建设更是技术发展的迫切要求。

2.两网具有类似的内涵和特征对比智能电网与物联网，可以发现两网在定义、内涵和特征上具有很多相似之处。所以有专家称：本质上，智能电网与物联网具有天然的内在联系。我国智能电网是要建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制等技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网，包括发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节。根据经济社会发展对未来电网的要求，中国智能电网应具备以下5方面的基本内涵：坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动。其特征是信息化、自动化、互动化。